高压电工证培训课件电力系统基础知识ppt课件

1.单台变压器
结构简单，可靠性差
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2.双电源两台变压器
桥式接线形式
外桥式： 变压器故障或 检修不影响线 路运行，而线 路影响变压器
桥
跨条
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内桥式： 线路不影响变压器， 变压器故障或检修影 响线路
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桥
跨条
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1. 有用户总降压变电所
（三） 用电区（小型用户）变电所的电 气主接线
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二、频率
电网中发电机发出的正弦交流电每秒钟交变的 次数，称为频率，或叫供电频率。供电频率偏 差是以实际频率和额定频率之差△f与额定频 率fN之比的百分数△f%表示，即： △f%=[(f－ fN)/ fN]×100% 式中:f代表实际供电频率值（HZ） fN代表供电网额定频率（HZ） 电力系统频率偏离额定值（我国技术标准规 定为50HZ）过大将严重影响电力用户的正常 工作。
四、电力生产的特点
同时性：电能的生产、输送、分配以及转换为其他形 态能量的过程，是同时进行的。电能不能大量储存。 集中性：电力生产是高度集中的、统一的。 适用性：电能使用最方便，适用性最广泛。 先行性：电力行业和交通运输行业都是 先行工业。
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五、负荷曲线
负荷曲线反映负荷随时间变化规律的曲线。曲线包含 面积代表这一段时间内的用电量。
“削峰填谷”，降低峰谷差，合理 用电
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第二节 用电负荷
用电负荷是用户在某一时刻对电力系统所需求 的功率。 一、用电负荷分类
（一）一类负荷 1.中断供电时将造成人身伤亡。 2.中断供电将在经济上造成重大损失。 3.中断供电时将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。 （二）二类负荷 1.中断供电时将在经济上造成较大损失。 2.中断供电时将影响重要用电单位的正常工作。 （三）三类负荷 凡不属于一类和二类的用电负荷称为三类负荷。
特点： 一路电源工作，一路备用； 也可以两路电源同时工作； “先合后断”原则：接通电路时 先合隔离开关后合断路器，断开 电路时先断开断路器后断隔离开 关。
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（3）单电源、
双母线接线：
• • • • • • • 供电容量大； 用于供电回路多的站； 供电可靠性高； 运行灵活性大； 投资高； 操作步骤复杂； 占地面积大
供电质量指电能质量和供电可靠性。电能质 量包括电压、频率和波形的质量。 供电可靠性 是以供电企业对用户停电的时间次 数来衡量的。
波形质量 电压允许偏差 电压允许波动与闪变 电能质量 电压质量 供电质量 公用网谐波 三相电压允许不平衡度 主要是频率允许偏差 频率质量 供电可靠性 28
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《供电营业规则》：
对于3000MW以上的电网，△f<士0.2HZ 49.8-----50.2HZ 对于3000MW以下的电网，△f<士0.5HZ 对于非正常状态，△f<士1HZ 起因：系统有功不足，频率降低 方法：增加发电机输出有功，拉路限电，维 持整个电力系统有功平衡
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但是
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能开发地区是有限的
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二、大型电力系统技术经济优点
提高供电可靠性 减少系统的备用容量 减少系统的峰谷差 提高供电质量 有效利用水利等一次动力资源的作用
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三、20kV中压配电优点
提高中压配电系统的容量 降低了线路上的电压损失 增大了中压配电网的供电半径 降低线损
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（2）供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路。 （3）蓄电池组。
（二）二类负荷的供电要求
二类负荷的供电系统宜采用双回路线供电。两回路线 应尽量引自不同变压器或两段母线。
（三） 三类负荷的供电要求
三类负荷供电，一般不考虑特殊要求。
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第三节 变、配电所
作用：变、配电所是电力网中的线路连接点，是用以 变换电压、交换功率和汇集、分配电能的设施。它主 要由主变压器、配电装置及测量、控制系统组成，是 电网的重要组成部分和电能传输的重要环节，对保证 电网安全、经济运行具有举足轻重的作用。 分类：根据其在系统中的位置、性质、作用及控制方 式等，可分为升压变电所、降压变电所、枢纽变电所、 地区变电所、终端变电所，有人值班变电所和无人值 班变电所。
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控制各类非线性用电设备所产生的谐波引 起电网电压正弦波形畸变，常采用下列措施：
（1）各类大功率非线性用电设备由容量较大的电网供电 （2）对于大功率静止整流设备可采取下列方法： ① 增加整流变压器二次侧的相数和增加整流器的整流脉冲。 ② 采用多台相数相同的整流装置，使整流变压器的二次侧有适 当的相角差。 ③ 按谐波次数装设分流滤波器。 （3）选用高压绕组三角形接线，低压绕组星形接线的三相配电 变压器。 （4）装设静止无功补偿装置，吸收冲击负荷的动态谐波电流。
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配電變電所 配电变电所
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水力能
当位于高处的水（具有位能）往低处流动 時位能转换为动能，此时装设在水道低处 的水轮机，因水流的动能推动叶片而转动 （机械能），如果将水轮机连接发电机， 就能帶动发电机的转动將机械能转换为电 能，这就是水力发电的原理
水力为最“传统” 的再生能源之一，水力发电技 述也是再生能源中最成熟者。
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电能质量
电能质量是指供给用电单位受电端电能 的优劣程度。 电能质量主要包括电压质量与频率质 量两部分。 电压质量又分为电压允许偏差、电压允 许波动与闪变、公用电网谐波、三相电 压允许不平衡度
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一、电压
电压质量包括电压允许偏差、电压允许波动与闪变等 内容。 （一）供电电压允许偏差 在某一时段内，电压幅值缓慢变化而偏离额定值的程 度，以电压实际值和电压额定值之差△U与电压额定值 UN之比的百分数△U%来表示，即 代表检测点上电压实际值（V） UN代表△U%=[（U－UN）/ UN]×100% 式中：U检测点电网电压的额定值（V） UN检测点电网电压的额定值（V）
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我国国家标准对电压波动允许值规定为 1） 220kV及以上电压波动允许值为1.6%； 2）35～110kV电压波动允许值为2%； 3）10kV及以下电压波动允许值为2.5%。 2.电压闪变 周期性电压急剧波动引起灯光闪烁，光通量急 剧波动，而造成人眼视觉不舒适的现象，称为 闪变。要尽量设法减少电压闪变现象。
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我国国家标准规定电压偏差的允许值为： 1）35kV及以上供电电压正负偏差之 和不超过标称电压的±5%； 2）10kV及以下三相供电电压允许偏 差为标称系统电压的±7%； 3）220V单相供电电压允许偏差为标 称系统电压的+7%、-10%。
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（二）电压允许波动和闪变
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二、各类负荷的供电要求
（一）一类负荷的供电要求
1.一类负荷由两个独立电源供电，当一个电源发生故障 时，另一个电源不应同时受到损坏。 2.一类负荷中的特别重要负荷，除由两个独立电源供电 外，还应增设应急电源，并不准将其他负荷接入应急 供电系统。 应急电源有以下几种： （1）独立于正常电源的发电机组，即与电网在电气上 独立的电源，例如柴油发电机组等。
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（三）为了保证电压质量合乎标准，往往需要装设必要的无 功补偿装置和采取一定的调压措施。
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用户供配电系统常用的电压调整措施有： 1.正确选择变压器的变比的电压分接头 2.降低系统阻抗 原因：电压损耗与各元件阻抗成正比 方法：减少变压级数，增加线路导线截面 3.使三相负荷平衡 4.采取补偿无功功率措施 原因分析：功率因数低，过多的无功功率传输导致 无功损耗大，电压 损耗大 提高功率因数：并联电容器 5.合理改变供电系统运行方式
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电气主接线图的基本元素
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电气主接线图的基本元素
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电气主接线图的基本元素
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（一）高压配电所常用的电气主接线
⑴单电源、单母线接线：
1. 2. 3. 特点： 接线简单； 操作方便； 投资节省。
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（2）双电源、单 母线接线：
1. 2. 3.
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三、波形 日常用的交流电是正弦交流电，正弦交流电的波形要 求是严格的正弦波。当电源波形不是严格正弦波时， 它就有很多的高次谐波成分，谐波对电气设备的危害 很大，可使变压器的铁芯损耗明显增加。谐波电流可 使电力线路的电能损耗和电压损耗增加。 电网谐波的产生，主要在于电力系统中存在各种非线 性元件。 保证交流电波形是正弦波，必须遵守以下要求： （1）要求发电机发出符合标准的正弦波形电压。 （2）要求在电能输送和分配过程中，不应使波形发生 畸变。 （3）还应注意消除电力系统中可能出现其他谐波源的 影响。
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二、变电所的主要电气设备
可分为一次设备和二次设备。 一次设备直接与电力线路相连接。主要有： 1）主变压器 用于升降电压。 2）高压断路器 即可开断负荷电流，也可开 断过载、短路电流。 3）隔离开关 用于隔离电源。 4）电压互感器 将系统的高电压转变为低电 压，供保护和计量用。 5）电流互感器 将高、低压系统的大电流按 一定的比例转换为标的小电流。
1.一次设备
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6) 熔断器 当电路发生短路或过负荷时，熔断 器能自动切断故障路， 从而使电气设备的到保护。 7) 负荷开关 用来不频繁地接通和分断小容量 的配电线路和负荷，起到隔离电源的作用。
2.二次设备
二次设备用于控制、保护一次设备，以及 对一次电量参数进行测量的设备。
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二、变、配电所常用的电气主线连接
（一）高压配电所常用的电气主接线 1.单电源的高压配电所电气主接线 2.双电源的高压配电所电气主接线 （二）总降压变电所的电气主接线 1.单台变压器的总降压变电所主接线示例 2.双电源两台变压器的总降压变电所主接线示例 （三）用电区（或小型用户）变电所的电气主接线
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1.有用户总降压变电所的用电区变电所电气主接线示例 2.无用户总变配电所得用电区或小型用户变电所电气主 接线示例 （1）高压侧采用隔离开关和熔断器或跌落式熔断器的 变电所主接线 （2）高压侧采用负荷开关和熔断器的变电所主接线 （3）高压侧采用隔离开关和断路器的变电所主接线 （4）双台变压器的用电区变电所或小型用户变电所电 气主接线
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2. 无用户总降压变电所
变压器高压侧必须配 置足够的高压开关设 备对变压器进行保护 和控制
（1）高压侧隔离开关+熔断 器（跌落式熔断器）；低 压侧低压断路器（自动空 气开关） （2）高压侧负荷开关+熔断 器 （3）高压侧隔离开关+断路 器 投资高，但可靠性高
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第四节 电能质量
第二章 电力系统基本知识
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第一节 电力系统概述
一、电力系统组成
由发电厂、输配电线路、变电所、配电所和用电单位组成的整 体称为电力系统
除火力发电厂、水电厂、核电厂外还有地热站、风力电站、 潮汐电站等等。
电力系统 电力网
~
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输电线路 升压变压器 降压变压器
电能 用户
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发电机
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(生产)
发电系统 火力发电厂
(输送)
供电系統 161/69KV
一次变电所
业务系統 特高压用户 特高压用户 161KV 69KV
(配售)
水力发电厂
345/161K V
69/11KV
二次变电所
超高压变电所
6.9/13.8 167KVA
TPC
核能发电厂
161/22K V
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高压用戶 22/11KV
低压用戶 220/110 V
1.电压允许波动 在某一时间段内，电压急剧变化而偏离额定值的现象， 称为电压波动。电压变化的速率大于1%的，即为电压 急剧变化。电压波动程度以电压在急剧变化过程中相 继出现的电压最大值Umax和最小值Umix之差与额定电 压之比的百分数△U%来表示，即： △U%=[(Umax－Umix)/UN]×100% 式中:UN代表额定电压（V） 电压波动是由于负荷急剧变动的冲击性负荷所引起的。
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（4）双电源、 双母线接线：
双母线接线：解决了母线检修检修问题
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（二）总降压变电所电气主接线
电源进线 35KV 及以上用户，往往需要两级降压，先经总 降压变电所将电压降低到10KV的高压配电电压，然后再用 电区变电所再降压到380/220V低压。 35KV电源进线